DE3206596A1 - Vorrichtung in aufrolleinrichtungen fuer sicherheitsgurte in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Vorrichtung in Aufrolleinrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in Aufrolleinrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen, wobei der durch einen oder mehrere Gefahrensensoren angesteuert über eine Gurtwelle blockierbare Sicherheitsgurt durch eine Federkraft in Aufwickelrichtung der Gurtwelle·zugbelastet ist und wobei durch Steuerkulissen von Steuerscheiben innerhalb eines kurzen Drehbereichs der Gurtwelle in Zugrichtung des Sicherheitsgurts aus einer Ruhesituation heraus eine gegen die elastische Aufrollfederkraft wirkende Arretiervorrichtung für die Gurtwelle wirksam gemacht ist.

In Kraftfahrzeugen werden zur Sicherung der Insassen gegen Unfallverletzungen Sicherheitsgurte angewendet, die einseitig durch einen Mechanismus zum Aufrollen und Straffhalten des Sicherheitsgurts gehalten sind. In diesem Mechanismus ist eingebaut eine Vorrichtung, die in der Lage ist, diesen Mechanismus und damit auch den Sicherheitsgurt zu blockieren für den Pail, in dem durch einen eingebauten Gefahrensensor eine extreme normalerweise bei Unfällen auftretende Beschleunigungs- oder Bremskraft auf das Kraftfahrzeug oder den Kraft-

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fahrzeuginsassen wirkt.

Möglichst körpernah angelegte Sicherheitsgurte führen zu einer erhöhten Sicherheit gegen Unfallverletzungen. Deshalb werden Sicherheitsgurt-Anordnungen mit einem Mechanismus ausgestattet, welcher den Sicherheitsgurt an den Körper heranzieht. Gleichzeitig dient dieser Mechanismus dazu, den Sicherheitsgurt möglichst weitesgehend aufzurollen, wenn der Sicherheitsgurt abgelegt wird. Damit soll vermieden werden, daß ein lose herumhängender Sicherheitsgurt die das Fahrzeug besteigenden und verlassenden Personen behindert und zu Unfällen führt.

Um die Aufrollfunktion für den Sicherheitsgurt in befriedigendem Maße zu bewerkstelligen, ist eine entsprechende Zugkraft auf den Sicherheitsgurt auszuüben. Normalerweise erfolgt dies über ein im Aufrollmechanismus angeordnetes Federelement. Diese durch das Federelement ausgeübte Kraftwirkung pflanzt sich über den Sicherheitsgurt fort und beeinträchtigt; die durch den Sicherheitsgurt vorschriftsmäßig gesicherten Personen in unangenehmer Weise. Eine Reduzierung der Anzugskraft durch den Aufrollmechanismus ergäbe eindeutig eine günstigere Wirkung auf die zu sichernde Person. Eine Reduzierung der Rückstellkräfte für den Sicherheitsgurt um einen entsprechenden Betrag würde jedoch auch die Rückzugsfunktion beeinträchtigen, und zwar zumeist in unzulässig hohem Maße.

Aus diesem Grunde ist es bekanntgeworden (US-PS 3 834 646), Maßnahmen zu treffen, um sowohl für den Sicherheitsgurt eine genügend hohe Rückzugskraft zur Verfügung zu stellen und außerdem dafür zu sorgen, daß diese Rückzugskraft zwischenzeitlich außer Wirkung gesetzt wird. Dies wird beispielsweise über Steuerscheiben bewirkt, welche auf eine Arretiervorrichtung einwirken. Diese Arretiervorrichtung ist in der Lage, die Gurtwelle zumindest entgegen der Aufrollkraft zu blockieren, wenn entsprechende Steuerkriterien über die Steuerscheiben einge^ geben sind. Als Steuerkriterium wird ausgewertet, welchen Weg der Sicherheitsgurt aus seiner zuletzt angenommenen Ruhelage

entgegen der rückstellkraft durch Herausziehen zurückgelegt hat. Als weiteres Kriterium wird ausgewertet, ob beispielsweise die Wa^entür geöffnet ist. über einen Bowdenzug ist die Türstellung an die Steuervorrichtung der Arretiereinrichtung signalisierbar. Eine geöffnete Türe wird dahingehend ausge* wertet, daß die Arretiervorrichtung auf jeden Fall außer Funktion gesetzt wird, so daß der Sicherheitsgurt aufgerollt wird.

Auf diesem Stand der Technik baut d^e erfindungsgemäße Vorrichtung auf. Im Rahmen dieser Erkenntnisse ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für Aufrolleinrichtungen von Sicherheitsgurten in Kraftfahrzeugen bereitzustellen, die einfach und kostensparend im Aufbau ist und die funktionssicher und wartungsarm arbeitet. Mit dieser Vorrichtung soll errreicht werden, daß eine mit genügend großer Kraft arbeitende Rückspuleinrichtung für den Sicherheitsgurt bedarfsweise durch Blockieren der Gurtwelle außer Funktion gesetzt wird. Die Steuerfunktion soll möglichst reibungsarm ausführbar sein. Dabei wird auf die Erkenntnis zurückgegriffen, daß durch Wälzlagerung anstelle von Gleitlagerung der Lagerwiderstand verringerbar ist.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen ist zur Lösung der gestellten Aufgabe die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtwelle und zwei Steuerscheiben zur Beeinflussung der Arretiervorrichtung über Wälzlagerelemente miteinander in planetenradgetriebeartiger Wirkverbindung stehen, wobei die Wälzlagerelemente in planetenradartiger Weise angeordnet sind und die Gurtwelle sowie die beiden Steuerscheiben in sonnenradartiger und planetenradkäfigartiger Weise ausgebildet und angeordnet sind.

Eine Vorrichtung nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen zeichnet sich durch besondere Leichtgängigkeit und Funktionssicherheit aus. Insbesondere wird ein exaktes Schaltverhalten

innerhalb geringer Schalthübe erreicht.

Während beim Stand der Technik die Steuerscheiben jeweils gleichsinnig über Reibverbindungen mit der Gurtwelle zwischen Verstellanschlägen gedreht werden können, erfolgt die Verstellbewegung der Steuerscheiben beim vorliegenden Erfindungsgegenstand über Wälzlagerelemente, wobei insbesondere zwischen den Sonnenrädern und dem Planetenradkäfig eine Untersetzung der Geschwindigkeiten erfolgt, wenn eines der Sonnenräder angehalten wird. Außer"em werden Bewegungsrichtungs-Umkehrungen erzielt. Diese planetenradgetriebespezifischen Gegebenheiten sind je nach Anforderungen im Rahmen der Erfindung unterschiedlich nutzbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Weise eingesetzt, daß normalerweise durch die Kulissen der Steuerscheibe die Arretierung für die Gurtwelle außer Punktion gesetzt ist. Der Sicherheitsgurt kann also gegen die Kraft der Aufspulfeder vom Aufrollmechanismus abgezogen werden und durch die Aufrollfeder wieder auf der Gurtwelle aufgewickelt werden. Wird jedoch aus einer zuletzt eingenommenen Ruhelage des Sicherheitsgurts, der Gurtwelle und somit der Steuerscheiben lediglich ein vorgegebener geringer Verstellweg in Abzugrichtung des Gurtbandes ausgeführt, so beeinflussen die Steuerscheiben die Arretiervorrichtung derart, daß die Gurtwelle und damit der Sicherheitsgurt zumindest gegen die Zugrichtung der Aufspulfeder blockiert sind.

Pur die Nutzung ergibt sich daraus der Vorteil, daß die Rückzugfeder genügend stark ausgebildet sein kann, um den Sicherheitsgurt zum einen satt an die zu schützende Person anzulegen und zum anderen bei Nichtgebrauch auf die Gurtwelle aufzuspulen. Dennoch kann die zu schützende Person sich vom Anlagedruck des Sicherheitsgurts befreien. Dies ist dadurch erzielbar, daß durch kurzes und geringes Lockern des Sicherheits< gurts in der beschriebenen Weise die Arretiervorrichtung für die Gurtwelle in Punktion gesetzt wird. Größere Lockerungshübe

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am Sicherheitsgurt lösen dagegen die Arretierung der Gurtwelle,

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtwelle mit einem planetenradkäfigartig ausgebildeten Lagerkäfig für die Wälzlagerelemente ausgebildet ist und daß die Steuerscheiben sonnenradartig wirkende Lauflager für die Wälzlagerelemente aufweisen.

Nach einer Variante dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wälzlagerelementen zusammenwirkenden Lauflager der Steuerscheiben axial beidseitig des an der Gurtwelle radial ausgebildeten Lagerkäfigs für die Wälzlagerelemente angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind die Lauflagerdurchmesser an den beiden Steuerscheiben gleich groß. Wird eine der Steuerscheiben durch einen ihren Drehhub begrenzenden Anschlag angehalten, so wird die zweite Steuerscheibe mit doppelter Verstellgeschwindigkeit gegenüber der sich drehenden Gurtwelle gleichsinnig bewegt. Wird keine der Steuerscheiben durch einen Anschlag behindert, so drehen aus kinematischen Gründen sämtliche Elemente gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit.

Nach einer anderen Variante der bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wälzlagern zusammenwirkenden Laufflächen der Steuerscheiben und der an der Gurtwelle ausgebildete Lagerkäfig für die Wälzlagerelemente radial zueinander angeordnet sind. Durch die unterschiedlichen Durchmesser der Laufflächen an den Steuerscheiben wird ein nutzbares Übersetzungsverhältnis zwischen den Steuerscheiben erzielt. Außerdem baut eine derart ausgestaltete Vorrichtung raumsparend. Es werden auch

günstige Bedingungen für die Übertragung der Steuerkräfte geschaffen.

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die erfin-

dungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtwelle mit einem sonnenradartig wirkenden Lauflager ausgebildet ist und eine der beiden Steuerscheiben einen Lagerkäfig für die Wälzlagerelemente sowie die andere Steuerscheibe ein in Form des zweiten Sonnenrades wirkendes Lauflager aufweisen. In diesem Falle werden den Steuerscheiben unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten und Drehrichtungen über die sich drehende Gurtwelle vermittelt, je nachdem welche der beiden Steuerscheiben durch einen etwaig wirkenden Anschlag angehalten wird. Durch diese Ausgestaltung wird aus kinematischen Gründen eine bevorzugte Bewegungsfolge durchgeführt.

Vorzugsweise ist zumindest eines der die Lauflager für die Wälzlagerelemente bildenden Elemente zumindest im Bereich der Lauflager elastisch verformbar ausgebildet. Damit wird eine leichte Montage und ein spielfreier Lauf bewirkt. Durch geeignete Kunststoffe sind die Elemente gestaltbar.

Es ist vorteilhaft, die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend auszugestalten, daß die Lauflager für die Wälzlagereleraente V-förmig ausgestaltete Laufflächen aufweisen. In diesem Fall werden als Wälzlagerelemente Kugeln verwendet. Durch entsprechende Neigung dieser V₌förmigen Laufflächen kann der wirksame Radius bedingt in Grenzen verändert werden. Die Kugeln werden in günstiger Weise geführt und führen Ihrerseits die Steuerscheiben.

Aus herstellungstechnischen und lagertechnischen Gründen kann es auch günstig sein, die Lauflager über ein Federelement gegeneinander zu verspannen. Es ist aber auch möglich, die Lauflagerelemente aus elastisch verformbarem Material zu bilden.

Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Steuer'scheiben ein Steuerhebel angeordnet ist, über den diese Steuerscheibe, in eine die Arretiervorrichtung lösende Lage für die Gurtwelle

in Abhängigkeit eines der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung von außen zugeführten Steuerkriteriums einstellbar ist. Ein derartiges Kriterium kann beispielsweise zugeführt sein, wenn die Wagentür geöffnet ist. Dann wird angenommen, daß der Sicherheitsgurt abgelegt ist oder wird und daß er durch die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung aufzuspulen ist.

In einfacher und funktionssicherer Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszugestalten, daß die gegen die elastische Aufrollkraft wirkende "rretiervorrichtung für die Gurtwelle gebildet ist aus einem Rastzahnrad und einer über die Kulissen der Steuerscheiben steuernden Rastklinke.

Nach den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Pig. 2 eine geschnittene Ansicht dieses Ausführungsbeispiels in Axialrichtung,

Fig.-3 eine perspektivische Explosionsdarstellung dieses Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht dieses zweiten Ausführungsbeispiels in Axialrichtung,

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung dieses zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 8 eine geschnittene Ansicht dieses dritten Ausführungsbeispiels in Axialrichtung,

Fig. 9 eine perspektivische Explosionsdarstellung dieses dritten Ausführungsbeispiels,

Fig. 10 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht eines vierten Ausfi'hrungsbeispiels,

Fig. 11 eine geschnittene Ansicht dieses vierten Ausführungsbeispiels in Axialrichtung,

Fig. 12 eine perspektivische Explosionsdarstellung dieses vierten Ausführungsbeispiels,

Fig. 13 bis Fig. 15 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 bis Fig. 12.

In den Figuren nur unvollkommen dargestellt ist der eigentliche Sicherheitsgurt-Aufrollmechanismus. Dieser besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus einer Gurtwelle 1, welche in einem Gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Gurtwelle 1 trägt aufgespult einen Sicherheitsgurt 3. Nicht dargestellt ist eine Aufzugfeder, welche den Sicherheitsgurt 3 auf die Gurtwelle 1 aufzuspulen versucht, sowie der Blockiermechanismus, welcher den Sicherheitsgurt 3 über die Gurtwelle 1 im Gefahrenfall arretiert.

Bestimmungsgemäß muß die Aufzugfeder für den Sicherheitsgurt derart dimensioniert sein, daß sie in der Lage ist, dien {Sicherheitsgurt 3 entweder satt an die zu schützende Person anzulegen oder im abgelegten Zustand auf die Gurtwelle 1 aufzurollen. Diese über den Sicherheitsgurt 3 wirkende Kraft der Aufzugsfeder ist für die den Sicherheitsgurt 3 anlegende Person häufig lästig. Die in den Figuren dargestellten Vorrichtungen ermöglichen es, diese Rückzugskraft der Aufzugfeder durch geeignete Maßnahmen für die zu schützende Person unwirksam zu machen. Dies erfolgt jeweils dadurch, daß, nachdem der Sicherheitsgurt angelegt wurde, indem er in einem ersten Vorgang von der Gurtwelle 1 abgezogen und in einem zweiten Vorgang zum Anlegen an den Körper wieder von der Gurtwelle 1 teilweise zurückgezogen wurde, dieser Sicherheitsgurt 3 kurzzeitig gelüftet wird, wodurch eine Arretiervorriphtung auf die Gurtwelle 1 einwirkt und damit die Rückzugkraft der Aufzugfeder abfängt und für die zu schützende Person

unwirksam macht. Es muß sichergestellt sein, daß nur innerhalb eines geringen Hubes der Sicherheitsgurt die Arretiervorrichtung in Funktion setzt, damit der Sicherheitsgurt 3 bei arretierter Gurtwelle 1 nicht zu locker die zu schützende Person umfängt.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Darstellungsformen einen derartigen Arretiermechanismua für die Gurtwelle 1. Auf der Gurtwelle 1 ist an einem freien Ende ein Ansatz 4 angeordnet, welche., mit seiner Kerbverzahnung in ein Sperrzahnrad 5 eingreift und dieses fest mit der Gurtwelle 1 verbindet. Auf einer Kerbverzahnung 6 des Sperrrades 5 ist ein Kugelkäfig 7 drehfest angeordnet. In drei Durchbrüchen dieses Kugelkäfigs 7 sind jeweils eine der drei Kugeln 8 frei drehbar gelagert;. Beidseitig dieses Kugelkäfigs sind zwei Steuerscheiben 9 und 10 mit Steuerkurven und Anschlagansätzen angeordnet. Auf der Welle des Sperrades 5 werden die Steuerscheiben 9 und 10 sowie der Kugelkäfig 7 durch einen Verschlußdeckel 11 gehalten. Ein Pederteller 12 drückt über Kugellager 13 und 14 in Verbindung mit dem Verschlußdeckel 11 die Steuerscheiben 9, 10 gegen die Kugeln 8. Damit ist eine gute und reibungsarme Wirkverbindung zwischen den Steuerelementen gegeben. In einem Gehäusedeckel 15 ist eine Sperrklinke 16 auf einem Bolzen 17 schwenkbar gelagert. Durch ihr Eigengewicht liegt die Spitze der Sperrklinke 16 auf Steuerkonturen der Steuerscheiben 9 und 10 auf und wird somit außer Eingriff mit der Verzahnung des Sperrzahnrades 5 gehalten oder sie kann in die Verzahnung des Sperrades 5 einfallen, wenn sie durch entsprechende Kulissenabschnitte der Steuerscheiben 9 und 10 gleichzeitig freigegeben wird.

Die Steuerscheibe 9 v/eist im unteren Bereich einen Mitnehmer auf, welcher durch einen Durchbruch 19 durch den Gehäusedeckel 1 hindurchragt und durch eine Kante 20 dieses Durchbruchs in der einen Drehrichtung begrenzt v/ird. Über diesen Mitnehmer 18 kann die Steuerscheibe 9 und mit ihr die Arretiervorrichtung beeinflußt werden. Weiterhin besitzt die Steuerscheibe 9 eine

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Anschlagnase 21, welche um einen kleinen Betrag über die Wirkdurchmesser der Steuerscheibe:! 9, 10 hinausragt. Dieser Anschlaitnase 21 vorgelagert sind Kurvenabscbnitte 22, 23, welche die Sperrklinke 16 aus der Verzahnung des Sperrades halten bzw. schwenken.

Die Steuerscheibe 10 ist topfartig ausgebildet und besitzt eine Anschlagnase 24, welcher ein bogenförmiges, kurzes Kulissenstück 25 vorgelagert ist. Über eine Ablaufkurve wird dieses Kulissenstück 25 in eine segmentartige Ausnehmung 27 übergeführt. Diese segmentartige Ausnehmung 27 ist so bemessen, daß die Sperrklinke 16 nur in diesem vorbestimm_ ten Bereich in die Sperrverzahnung des Sperrzahnrades 5 einfallen kann.

In der Figur 2 ist die Situation dargestellt, in der ein größeres Stück des Sicherheitsgurts 3 in Pfeilrichtung 28 herausgezogen wurde. Wird der Sicherheitsgurt 3 durch die nicht dargestellte Aufzugfeder wieder entgegen der Pfeilrichtung 28 zurückgespult, so dreht sich das gesamte System in Richtung 29 synchron mit der Gurtwelle 1. Ist ein Winkelweg 30 durchlaufen, so kommt die Anschlagnase 21 der Steuerscheibe 9 an der Sperrklinkenbrust 31 zur Anlage. Die Anschlagnase 24 der Steuerscheibe 10 hat sich inzwischen im gleichen Drehsinn um den Winkelweg 30 verdreht. Ab dieser Stelle dreht sich bei weiterem Zurückspulen die Steuerscheibe 10 mit doppelter Drehzahl der Gurtwelle 1 in Richtung Sperrklinkenbrust 31, bis sie zur Anlage kommt. Bei diesen Vorgängen wird die Steuerklinke 16 außer Eingriff mit der Verzahnung des Sperrzahnrades 5 gehalten. Die Relativdrehungen der Steuerscheiben 9, 10 gegeneinander erfolgen über Kugellagerungen .

Bei weiterem Rücklauf tritt nun zwischen den Steuerscheiben 9, 10 und den Kugeln 8 Gleitreibung auf. Diese Gleitreibung ist jedoch sehr gering, da die Kugeln, welche aus Kunststoff oder Metall sein können, eine sehr glatte Oberfläche aufweisen.

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Soll nunmehr die Zugkraft der Aufzugfeder bei angelegtem Sicherheitsgurt 3 nicht auf die Person übertragen werden, . so wird ein kurzes Stuck des Sicherheitsgurtes 3 in Pfeilrichtung 28 auf der Aufspulvorrichtung herausgezogen. Dabei kommt in der bereits beschriebenen Weise der Mitnehmer 18 an der Kante 20 des Gehäusedurchbruchs 19 zur Anlage. Die segmentartige Ausnehmung 27 der Steuerscheibe 10 liegt nunmehr im Bereich der Rast spitze der Sperrklinke 16, so daß diese ir. die Verzahnung der Sperrklinke 16 frei einfallen kann. Der normalerweise durch die Aufzugfeder initiierte Gurtrücklauf wird gestoppt, so daß nunmehr der Sicherheitsgurt 3 frei von Rückstellkräften ist.

Bei Überschreiten der vorgegebenen Zone, die durch die segmentartige Ausnehmung 27 der Steuerscheibe 10 begrenzt ist, wird über eine Übergan^skurve 32 die Sperrklinke 16 nach außen gedrückt. Damit ist das System wieder passiv und es ist sichergestellt, daß der Benutzer den Sicherheitsgurt nicht zu locker einstellen kann. Bei einer erneuten Einstellung muß ein größeres Stück des Sicherheitsgurts 3 wieder vom Aufwickelmechanisraus abgezogen werden, so daß nach dem Zurücklassen des Sicherheitsgurtes 3 wieder die Ausgangsposition für eine Neueinstellung gegeben ist.

In diesem zurückgespulten Zustand liegt die Anschlagnase der Steuerscheibe 9 und die Anschlagnase 24 der Steuerscheibe 10 an der Sperrklinkenbrust 31 der Sperrklinke 16 an. Durch Verlegen der Anschlagkante 20 des Gehäusedurchbruchs 19 kann für den Mitnehmer 18 der Steuerscheibe 9 der Schwenkwinkel verändert werden. Wird dieser Winkel verkleinert, so wird der Auszugsweg für den Sicherheitsgurt 3 in Richtung 28 zur "Löse"-

tellung kleiner; wird dieser Winkel vergrößert, so wird auch der Auszugsweg für die "Löse"-Stellung größer. Es ist möglich, den Anschlag 33 für die Steuerscheibe 10, an welchem deren Anschlagnase 24 anliegt, gehäusefest zu verschieben. Es ist dabei zu beachten, daß der Kurvenabschnitt 22 der Steuerscheibe 9 in einem kleinen Schwenkbereich mit dem Kulissenabschnitt

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der Steuerscheibe 10 in überlappender Stellung steht, damit die Sperrklinke 16 nicht in die Verzahnung des Sperrzahnrades einfallen kann.

Durch einen derartigen Aufbau wird erreicht, daß die Umschaltwege beim Gurtbandabzug in die "O"-Stellung durch den Überholvorgang der Steuerscheibe 10 äußerst kurz sind und daß die Verstellfunktionen der Steuerscheiben 9, 10 zueinander durch die Wälzlagerung über die Kugeln 8 äußerst sicher realisierbar sind. Darüberhinaus ist die aufzubringende Verstellkraft für den Mitnehmer 18 nur gering, da beim Entriegelungsvorgang der Arretiervorrichtung alle zwangsbewegten Teile wälzgelagert sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich in den wesentlichen Funktionsmerkmalen nicht vom vorherigen Ausführungsbeispiel. Die Steuerscheibe 35 ist in ihrer Außenform ähnlich der Steuerscheibe 9 und die Steuerscheibe 36 ähnlich mit der Steuerscheibe 10. Das Sperrzahnrad 37 trägt ein Nabenteil 38, welches im vorderen Bereich als Lagerzapfen ausgebildet und in einem Lagerhals des Gehäusedeckels 39 gelagert ist. Das Sperrzahnrad 37 weist ein ringförmiges Nabenteil 4-0 auf, welches Querbohrungen 41 zur Aufnahme der Kugeln besitzt.

Die Steuerscheibe 36 ist gebildet durch einen Innenring 43 mit Lagerbahnprofilierung. Zwischen diesem Innenring 43 und dem Nabenteil 38 des Sperrzahnrades 37 ist ein geringes Radialspiel 44 vorgesehen. Zumindest die Steuerscheibe 35 ist aus elastischem Werkstoff hergestellt. Der dachförmig ausgebildete Lagerbereich 45 der Steuerscheibe 35 ist sehr dünnwandig ausgeführt, da er nur geringe Kräfte aufnehmen muß. Durch zwei tangentiale kleine Arme 46 ist der dachförmige Außenlagerring 45 mit einer stegartigen Außenkontur 47, an welcher eine Mitnehmernase 48 angeformt ist, federnd verbunden. Dadurch, daß der Laufdurchmesser des dachförmigen Lagerbereichs 45

geringfügig kleiner als der normalerweise erforderliche Ringkreis-Durchmesser ausgebildet ist, steht das System unter einer stetigen Vorspannung. Der Lagerbereich 45 ist somit nicht mehr ganz kreisrund, sondern verformt sich leicht entsprechend der Kugelzahl - vorliegend sind drei Kugeln 42 angeordnet - in Polygonform. Dadurch ist sichergestellt, daß immer eine kleine Spannung vorhanden ist, welche für die sichere Übertragung der Bewegung sorgt. Durch die zwei tangential angeordneten Arme 46 und die ungleiche Teilung der Anzahl der Arme 46 zu der Anzahl der Kugeln 42 im Verhältnis 2:3 steht das System unter einer stetigen Spannung.

Bei längerer Nichtbenutzung der Einrichtung unterliegt der elastische Kunststoff seiner Kriechneigung. Bei Benutzung der Vorrichtung findet sofort wieder eine federnde Verformung statt, welche sicherstellt, daß das System stets funktions· bereit ist. Eine nach diesem Ausführungsbeispiel aufgebaute Vorrichtung hat wenig Bauteile und ist billig in der Herstellung, da durch den federnden Lagerbereich 45 der Steuerscheibe 35 eine Klipsmontage möglich ist. Durch die radial geführten Kugeln 42 sind nur geringe Verstellkräfte erforderlich. Axialkräfte treten nicht auf.

Eine weitere LosungsVariante ist durch die Figuren 7 bis 9 dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Variante, bei welcher durch Anhalten einer der Steuerscheiben 49 die andere Steuerscheibe 50 mit halber Drehzahl gleichsinnig mit dem Sperrzahnrad 51 weiterläuft, bis sie an einem Endanschlag zum Stillstand kommt. Ab diesem Zustand läuft die Steuerscheibe 49 mit gleicher Drehzahl, aber im Gegensinn zum Sperrad von ihrem Anschlag weg. Diese Ausführungsform ist besonders günstig, wenn ein System gefordert wird, welches mit kurzem Überweg gegenüber der zur Lockerung des Gurtes führenden Wegeinstellung wieder in seine Ausgangsposition zurückgeführt werden muß.

Das Sperrad 51 ist über einen Ansatz mit Kerbverzahnung mit der

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Gurtwelle 1 durch eine Ansatzschraube 52 verbunden. An Ende der Nabe 53 des Sperrads 51 ist eine Laufschräge 54 angeformt. Ein Druckstück 55 mit einer Laufschräge 56 wird mittels einer Druckfeder 57 durch die Ansatzschraube 52 in Richtung der Spulenwelle 1 gedruckt. - j

Die Steuerscheibe 50 besitzt einen Hals 58, der käfigartig wenigstens drei Kugeln 59 aufnimmt. Über diesen Kugeln ist die Steuerscheibe 49 als äußerer Laufring 60 ausgebildet.

Das Druckstück 55 weist eine Längsverzahnung auf, welche im Nabenteil 53 des Sperrades 51 ihr Gegenstück hat. Damit ist das Druckstück 55 mit dem Sperrad 51 in Drehrichtung fest und axial beweglich verbunden. Über die Kraft der Feder 57 werden spielfreie Funktionsabläufe bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen geschaffen.

In der Figur 8 ist der Aufroller gezeigt, mit voll aufgewickeltem Sicherheitsgurt 3. Der Anschlagnase 61 der Steuerscheibe 50 folgt ein kurzer Abschnitt 62, der radial so weit außen liegt, daß die Sperrklinke 63 in ihrer unwirksamen Lage gehalten ist. Diesem Abschnitt 62 schließt sich, ein Kurvenabschnitt 64 an, welcher eine Steigung aufweist, um die Sperrklinke 63 einwandfrei zu steuern. Ein Mitnehmer 65 an der Steuerscheibe 50 hat in dem Gehäusedeckel 66 Schwenkbegrenzungs-Anschläge 67, 68. Der Schwenkwinkel 69 entsteht durch Anlage der Anschlagnase 61 an der Sperrklinke 63.

Die Steuerscheibe 49 besitzt einen segmentartigen Ausschnitt 70, der die Auszuglänge des Sicherheitsgurts 3 bestimmt, in der die Arretiervorrichtung in Funktion tritt. Eine Anschlagnase liegt am Gehäusedeckelanschlag 67 an und ergibt so die Ausgangsstellung der Steuerscheiben 49, 50 zueinander bei vollem Auslenkwinkel. Wird nunmehr das Gurtband 3 beispielsweise für den Anlegevorgang in Pfeilrichtung 28 ausgezogen, so bewegt sich die Steuerscheibe 50 mit halber Drehung gleichsinnig zur Abspulrichtung der Gurtwelle 1. Nach Anschlagen des Mitnehmers am Anschlag 67 und weiterem Abzug des Sicherheitsgurts 3 ver-

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läßt die Steuerscheibe 49 ihre Position und bewegt sich in Richtung 29 bis aum Anschlag 68 am Gehäusedeckel 66. Beim Wiederzurückspulen des Sicherheitsgurts 3 kehrt die Anschlagnase 61 wieder zurück an den Anschlag der Sperrklinke Gleichzeitig läuft die Steuerscheibe 49 mit gleicher Drehzahl ;;egensinr.ir zur Kücksj.ulrichtung, bis die Anschlagnase 71 beim Anschlag 67 zur Anlage kommt. In diesen Punktionsphasen kann die Sperrklinke 63 nicht in die Verzahnung des Sperrzahnrades eingreifen.

Wird nunmehr lediglich ein kurzes Stück des Sicherheitsgurts 3 von der Gurtwelle 1 abgezogen, so bev/egt sich die Anschlagnase 61 der Steuerscheibe 50 so weit, bis der Schwenkwinkel 69 durchlaufen ist. Nun v/ird im Gegensinn die Steuerscheibe 49 verschwenkt, so daß deren segmentartige Ausnehmung 70 in den Bereich der Sperrklinke 63 gelangt und diese zur Durchführung des Sperrvorganges das Sperrzahnrad 51 blockiert. Ist diese segmentartige Ausnehmung 70 durchlaufen, so wird zwangsläufig die Sperrklinke 63 wieder nach außen geführt. Dadurch ist sichergestellt, daß nur innerhalb einer relativ kleinen vorbestimmten Zone die Rückzufiskraft der Aufrolleinrichtung durch den Arretiermechanismus eliminiert werden kann. Durch das gegenläufige System genügt ein sehr kurzes Zurückspulen um wenige Millimeter mehr, als der Sicherheitsgurt 3 maximal ausgezogen wurde, um das System wieder in seine Ausgangsstellung zu bringen.

Durch eine Abwandlung dieses Aufbaus läßt sich eine weitere Variante erzielen, und zwar durch Vertauschen der Anschlagfunktionen der Steuerscheiben 49 und 50. Dadurch wird erreicht, daß innerhalb eines größeren Auszugsbereiches des Sicherheitsgurts 3 eine Aktivierung der Arretiervorrichtung durchgeführt wird. Erst nach Überschreiten dieses größeren Bereichs v/ird die Arretierung wieder außer Funktion gesetzt.

Diese Ausführunrsform int durch die Figuren 10 bis 12 dargestellt. Die Steuerscheibe 72 weist nunmehr eine Anschlagnase

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mit den entsprechenden Übergängen sowie einen Mitnehmer 74 auf.

Im aufgerollten Zustand liegt dieser Mitnehmer 74 am Anschlag des G-ehäusedeckels 66 an. Die Anschlagnase 75 der Steuerscheibe 76 weist einen kurzen Bereich auf, der die Sperrklinke 63 außer Ei::rriff mit der Verzahnung des Sperrzahnrades 51 hält. Diesem Bereich fol.-t ein Steuerübergang, welcher in eine segmentarti/re Ausnehmung 77 übergeht. Wird der Sicherheitsgurt 3 in Richtung 28 abgezogen, so dreht sich die Steuerscheibe 76 mit halber Drehzahl gleichsinnig mit der Gurtwelle 1, bis sie an der Sperrklinke 63 zur Anlage kommt. Nach Erreichen dieser Position verläßt die Steuerscheibe 72 ihre anschlagbegrenzte Lage und verschwenkt sich entgegen der Drehrichtung der Gurtwelle 1 bis zur frontseitigen Anlage an der Sperrklinke 63. Um das System wieder in die Ausgangslage zu bringen, muß ein größerer Rückzugweg am Sicherheitsgurt vorgenommen werden.

Nach dem Rückspulen ist wieder die dargestellte Ausgangslage gegeben. Um die Arretiervorrichtung zu aktivieren, wird der Sicherheitsgurt 3 geringfügig in Richtung 28 von der Gurtwelle 1 abgezogen. Dabei bewegt sich die Steuerscheibe 76 mit halber Drehzahl gleichsinnig weiter und die segmentartige Ausnehmung 77 gibt die Sperrklinke 63 frei, so daß diese in die Rastverzahnung des Sperrzahnrades 51 einfallen kann. Ist die maximal vorgegebene Auszugslänge des Sicherheitsgurts 3 erreicht, so wird die Rastklinke 63 über die Steuerkurve dieser Steuerscheibe 76 wieder ausgesteuert.

Durch die Figuren 13 bis 15 wird eine Variante zum vorhergehend beschriebenen Ausführunfrsbeispiel dargestellt. Die Unterschiede sind gegeben durch die konstruktiven Ausgestaltungen, insbesondere der Lauflager für die Kugeln 59. Die entsprechend anders gestaltete Steuerscheibe 49' hat wie die Steuerscheibe 36 nach den Figuren 4 bis 6 einen geringfügig elastischen Irmenring 78 mit Lagerbahnprofilierung, durch den über zwei tangentiale kleine Arme 79 der Außenlagerring 80

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mit einer stegartigen Au/3enkon.tur und einer Mitnehmernase 81 angeformt ist. Unter dieser Voraussetzung läßt sich das Lauflager für die Kugeln 59 auf der Nabe 53' des Sperrzahnrades 51' einstückig ausbilden. Durch diese Ausgestaltung lassen sich der Herstellungsaufwand und die Montagekosten verringern.

12 Patentansprüche
15 Figuren

Leerseite

Claims (12)

Patentansprüche

1. Vorrichtung in Atifrolleinrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen, wobei der durch einen oder mehrere Gefahrensensoren angesteuert über eine Gurtwelle blockierbare Sicherheitsgurt durch eine Federkraft in Aufwickelrichtung der Gurtwelle zugbelastet ist und wobei durch Steuerkulissen von Steuerscheiben innerhalb eines kurzen Drehbereichs der Gurtwelle in Zugrichtung des Sicherheitsgurts aus einer Ruhesituation heraus eine gegen die elastische Aufrollfederkraft wirkende Arretiervorrichtung für die Gurtwelle wirksam gemacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtwelle (1) und zwei Steuerscheiben (9, 10; 35, 36; 49, 50; 72, 76; 49^f) zur Beeinflussung der Arretiervorrichtung (5, 16; 37; 51, 63) über Wälzlagerelemente (Kugeln 8, 42, 59) miteinander in planetenradgetriebeartiger Wirkverbindung stehen, wobei die Wälzlagerelemente (8, 42, 59) in planetenradartiger Weise angeordnet sind und die Gurtwelle (1) sowie die beiden Steuerscheiben (9, 10; 35, 36; 49, 50; 72, 76; 49', 50) in sonnenradartiger und planetenradkäfigartiger Weise ausgebildet und angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtwelle (1) mit einem planetenradkäfigartig ausgebildeten Lagerkäfig (7, 40) für die Wälzlagerelemente (8, 42) ausgebildet ist und daß die Steuerscheiben (9, 10; 35, 36) sonnenradartig wirkende Lauflager für die Wälzlagerelemente (8, 42) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η e~t, daß die mit den Wälzlagerelementen (8) zusammenwirkenden Lauflager der Steuerscheiben (9, 10) axial beidseitig des an der Gurtwelle (1) radial angeordneten Lagerkäfigs (7) für die Wälzlagerelemente (8) angeordnet sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wälzlagern (42) zusammenwirkenden Laufflächen (43, 45) der Steuerscheiben (36, 35) und der an der Gurtwelle ausgebildete Lagerkäfig (40) für die Wälzlagerelemente (42) radial zueinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dj^ Gurtwelle (1) mit einem sonnenradartig wirkenden Lauflager (54, 56; 82) ausgestattet ist und eine der beiden Steuerscheiben (50, 76) einen Lagerkäfig (58) für die Wälzlagerelemente (59) sowie die andere Steuerscheibe (49» 72, 49') ein in Form des zweiten Sonnenrades wirkendes Lauflager (60, 80) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Lauflager (35, 60, 80, 54, 56) für die Wälzlagerelemente (42, 59) bildende Elemente zumindest im Bereich dieser Lauflager (35, 60, 80, 54, 56) verformbar ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauflager (43, 45; 54, 56, 60; 80, 82) für die Wälzlagerelemente (42, 59) V-förmig ausgestaltete Laufflächen aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauflager (54, 56; 60) über ein Federelement gegeneinander verspannt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauflagerelemente aus elastisch verformbarem Material gebildet sind.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Steuersche.iben (9, 36, 50, 72) ein Steuerhebel (18, 65, 74) zum Einstellen dieser Steuerscheibe in eine entblockierende Lage der Gurtwelle (1) in Abhängigkeit eines der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung von außen zugeführten Steuerkriteriums angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die elastische Aufrollkraft wirkende Arretiervorrichtung für die Gurtwelle (1) gebildet ist aus einem Sperrzahnrad (5,. 37, 51, 51') und einer über die Kulissen der Steuerscheiben (9, 10; 35, 36; 49, 50; 72, 76; 49', 50) steuerbaren Sperrklinken (16, 63).

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauflager der Steuerscheiben (9, 10) belastet durch ein Federelement (12) an den Wälzlagerelementen (8) anliegen.